Hvilke fenomener forårsaker kjernemetning i en invertertransformator?

Fenomener forårsaket av kjernemetning i en Inverter transformator

Kjernemetning refererer til fenomenet der den magnetiske flukstettheten til kjernematerialet når sin grense, og fluksen ikke lenger kan økes lineært. For invertertransformatorer kan kjernemetning føre til en rekke alvorlige elektriske feil og ytelsesforringelse:

Spenningsbølgeformforvrengning og jitter

Spenningsjitter: Kjernemetning forårsaker en kraftig reduksjon i impedansen til kjernen til det eksterne magnetfeltet, noe som resulterer i betydelig forvrengning av primærspenningen. Utgangsspenningsbølgeformen vil endres fra en ideell sinusbølge eller firkantbølge til en forvrengt bølgeform med "brutte linjer" eller "spiker". Dette fenomenet blir ofte referert til som "spenningsjitter" eller "spenningshopp". I alvorlige tilfeller kan det føre til at omformerens utgangsspenning overskrider det sikre området.

Økte strømtopper og støy

Strømtopper og bølger i magnetisk metningsstrøm: Etter at kjernen kommer inn i metningsområdet, kan ikke den induserte elektromotoriske kraften effektivt begrense økningen i strøm, noe som resulterer i pigger i eksitasjonsstrømmens bølgeform. Denne strømforvrengningen øker ikke bare systemets elektromagnetiske interferens (EMI), men kan også skade bryterenheter på grunn av for høy strøm.

Magnetisme skjevhet og effektivitetsreduksjon

Magnetisk fluksasymmetri forårsaket av magnetismebias: I en fullbro-omformerstruktur er kjernemetning ofte ledsaget av magnetismebias (magnetismebias refererer til forskyvningen av midtpunktet til kjernens arbeidshystereseløkke). Magnetismeforspenning fører til inkonsekvente positive og negative pulsspenningsbredder, noe som ytterligere forverrer den ikke-lineære forvrengningen av kjernen. Uten effektive antimagnetismetiltak (som en kondensator på primærsiden i serie), vil ikke kjernen kunne gjenopprette sin opprinnelige flukstilstand i hver syklus, noe som resulterer i et kraftig fall i effektivitet.

Utstyrsfeil og overspenningsrisiko

Overspenningsrisiko: Når kjernen er mettet, reduseres den induserte elektromotoriske kraften på primærsiden betydelig, mens sekundærsidens induktans forblir relativt konstant, noe som potensielt kan forårsake ekstremt høye spenningstopper i øyeblikket av avslåing. Slike overspenningsstøt kan trenge gjennom isolasjonslaget, skade selve transformatoren og til og med føre til katastrofale feil i hele omformersystemet.